Ocena przydatności metody Hedleya do oznaczania zmian

52
Polish Journal of Agronomy, No. 6, 2011
Polish Journal of Agronomy
2011, 6, 52–57
Ocena przydatności metody Hedleya do oznaczania zmian zawartości frakcji
fosforu w glebie
1
Arkadiusz Tujaka, 1Stanisław Gosek, 2Rafał Gałązka
1
Zakład Żywienia Roślin i Nawożenia, 2Zakład Gleboznawstwa, Erozji i Ochrony Gruntów
Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa – Państwowy Instytut Badawczy
ul. Czartoryskich 8, 24-100 Puławy, Polska
Abstrakt. Na podstawie wyników trzyletnich ścisłych doświadczeń polowych, przeprowadzonych w latach 2005–2007 w Rolniczym Zakładzie Doświadczalnym Grabów, na glebie kompleksu
pszennego dobrego, z pszenicą ozimą, pszenżytem ozimym i kukurydzą na kiszonkę określono zmiany zawartości frakcji fosforu
oznaczonych metodą Hedleya w warstwie gleby 0–90 cm. Zmiany te porównano ze zmianami zawartości fosforu przyswajalnego
oznaczonego metodą Egnera-Riehma DL na tle pobrania fosforu
przez rośliny i bilansu P.
Pobranie fosforu w trzyletnim cyklu badań nie zależało ani
od formy nawozu, ani od wielkości dawki P. Przy średniej zasobności gleby w fosfor przyswajalny rośliny są dobrze zaopatrzone
w P nawet bez nawożenia tym składnikiem. Również bilans
fosforu był wyrównany już przy dawce 21,7 kg P·ha-1·rok-1. Zawartość frakcji P-H2O była najmniejsza i wahała się od 5,4 do
10,8 kg P·ha-1. Zawartość frakcji P-Dowex była niemal identyczna z zawartością fosforu przyswajalnego oznaczonego metodą
Egnera-Riehma DL i wahała się od 184,5 do 287,5 kg P·ha-1, co
przekraczało niemal dziesięciokrotnie ilości P pobierane rocznie
przez rośliny. Frakcje P-H2O i P-Dowex najwyraźniej były związane z poziomem nawożenia fosforem i bilansem tego składnika.
Frakcje te przeważają w warstwie ornej gleby 0–30 cm.
Stwierdzono niedoszacowanie zawartości fosforu oznaczonego metodą Egnera-Riehma DL w stosunku do sumy frakcji
P-H2O i P-Dowex oznaczonych metodą Hedleya.
Średnia zasobność gleby w fosfor zapewnia dobre zaopatrzenie roślin w ten pierwiastek przez 6–7 lat. Zawartość frakcji
P-NaHCO3, potencjalnie dostępnej dla roślin, wskazuje na glebowe rezerwy fosforu zabezpieczające zaopatrywanie roślin w ten
składnik nawet przez okres 16–19 lat.
słowa kluczowe – frakcjonowanie fosforu metodą Hedleya, dostępność fosforu dla roślin, nawożenie fosforem
Autor do kontaktu:
Arkadiusz Tujaka
e-mail: [email protected]
tel. +48 81 8863421 w. 286
Praca wpłynęła do redakcji 28 marca 2011 r.
WSTĘP
Podstawowym celem nawożenia roślin uprawnych
fosforem jest zaspokojenie ich potrzeb pokarmowych
w stosunku do tego składnika, przy uwzględnieniu aktualnej zasobności gleby w przyswajalny fosfor. W Polsce od
szeregu lat do równoległego oznaczania zasobności gleby
w przyswajalny dla roślin fosfor i potas jest stosowana metoda Egnera-Riehma DL (Fotyma, Kęsik, 1984). Metoda ta
jednak często okazuje się niewystarczająco precyzyjna dla
dokładnego wyznaczenia optymalnych dla roślin dawek
fosforu zabezpieczających wysoką efektywność nawożenia i utrzymywanie co najmniej średniej zasobności gleby
w fosfor przyswajalny dla roślin. Dlatego testuje się inne,
bardziej skomplikowane metody, pozwalające określić
zasobność gleby w różne frakcje fosforu (Fixen, Grove,
1990).
Celem badań była ocena przydatności metody Hedleya
do oznaczania frakcji fosforu na tle zawartości przyswajalnego fosforu oznaczonej standardową metodą Egnera-Riehma DL (P-DL). Uwzględniono ilości fosforu pobrane
przez rośliny i bilans P oraz rozkład poszczególnych frakcji fosforu w warstwach gleby 0–30, 30–60 i 60–90 cm.
MATERIAŁ I METODY BADAŃ
Prezentowane wyniki badań dotyczą przeprowadzonej
w latach 2005–2007 serii ścisłych doświadczeń polowych
ze zróżnicowanymi formami i dawkami nawozów fosforowych, przedstawionymi w tabeli 1.
Nawożenie azotem i potasem było stosowane wg zaleceń nawozowych w jednakowych dawkach na wszystkich
obiektach fosforowych i wynosiło :
– pod pszenicę ozimą – N –110 kg·ha-1, K – 108 kg·ha-1,
– pod pszenżyto ozime – N – 140 kg·ha-1, K – 108 kg·ha-1,
– pod kukurydzę na kiszonkę – N – 140 kg·ha-1, K –
116 kg·ha-1.
A. Tujaka i in. – Ocena przydatności metody Hedleya do oznaczania zmian zawartości frakcji P w glebie
Tabela 1. Nawożenie roślin fosforem [kg P·ha-1·rok-1] w latach
2005–2007
Table 1. Phosphorus fertilization [kg P·ha-1·yr-1] in years 2005
–2007.
P0K2S0
P1K2S0#
P2K2S0#
P3K2S0#
Pszenica
ozima
Winter
wheat
10,9
21,4
42,7
Pszenżyto
ozime
Winter
triticale
8,7
17,4
26,2
Kukurydza
na kiszonkę
Silage maize
13,1
26,2
52,3
P1K2S1##
P2K2S2##
P3K2S3##
10,9
21,4
42,7
8,7
17,4
26,2
13,1
26,2
52,3
Obiekt
Treatment
Średnio
Mean
10,9
21,7
40,4
10,9
21,7
40,4
Forma nawozu: Form of fertilizer:
# superfosfat potrójny; triple superphosphate – 46% P2O5
## superfosfat pojedynczy; single superphosphate – 18% P2O5
Doświadczenia przeprowadzono w Rolniczym Zakładzie Doświadczalnym IUNG-PIB w Grabowie, na glebie
płowej wytworzonej na glinie lekkiej, zaliczonej do kompleksu pszennego dobrego, o średniej wyjściowej zawartości przyswajalnego fosforu. W latach 2005–2007 na 3
polach uprawiano równolegle pszenicę ozimą, pszenżyto
i kukurydzę na kiszonkę na poletkach o powierzchni 60 m2,
w układzie kompletnie zrandomizowanym, w 4 powtórzeniach.
Próbki glebowe pobierano corocznie po sprzęcie zbóż
i kukurydzy z warstw 0–30, 30–60 i 60–90 cm gleby i po
ich wysuszeniu oznaczono zawartość przyswajalnego fosforu metodą Egnera-Riehma i 5 frakcji fosforu – metodą
Hedleya (tab. 2).
W metodzie Hedleya konieczne jest stosowanie kilku
roztworów ekstrakcyjnych, co zwiększa pracochłonność
analiz.
W doświadczeniu tym nie stosowano obornika, a wapnowanie oraz nawożenie azotem i potasem stosowano wg
53
zaleceń doradztwa nawozowego, co zapewniało optymalny dla uprawianych gatunków roślin odczyn gleby oraz
optymalne zaopatrzenie w N i K.
Do opracowania przyjęto wyniki analiz z lat 2005
i 2007. Porównano zmiany zawartości frakcji fosforu
oznaczonych metodą Hedleya ze zmianami zawartości
przyswajalnego fosforu oznaczonego metodą Egnera-Riehma DL.
Zmiany zawartości form fosforu rozpatrywano na tle
pobrania fosforu przez uprawiane rośliny oraz bilansu tego
składnika, czyli różnicy pomiędzy nawożeniem i pobraniem fosforu przez rośliny w trzyletniej rotacji badań.
WYNIKI BADAŃ
W trzyletnim członie zmianowania pobranie fosforu
wahało się od 19,7 do 24,0 kg P·ha-1·rok-1 i nie było wyraźnie zależne ani od formy nawozu, ani od wielkości dawki
fosforu (tab. 3). Pobranie fosforu w obiekcie kontrolnym
było zbliżone do pobrania tego składnika w obiektach
z nawożeniem fosforem.
Nieco większe było pobranie P w obiektach z superfosfatem pojedynczym, co można wiązać z dodatnim wpływem siarki na pobieranie fosforu przez rośliny.
Przy średniej zasobności gleby z reguły rośliny nie
cierpią na niedobór fosforu nawet przy braku nawożenia
tym składnikiem i pobranie P nie wzrasta znacząco pod
wpływem zastosowanego nawożenia fosforem.
Bilans fosforu był wyrównany przy drugiej, optymalnej dawce 21,7 kg P·ha-1·rok-1. W obiekcie kontrolnym rośliny pobrały w ciągu 3 lat 60,9 kg P, czyli saldo bilansu
w ciągu 3 lat wyniosło -60,9 kg P·ha-1. Zastosowanie średnio 40,4 kg P na hektar rocznie zabezpieczało dodatni bilans
fosforu na poziomie przekraczającym 20 kg P·ha-1·rok-1.
W tabeli 4 zestawiono zawartości badanych form fosforu po 3 latach badań na tle zawartości wyjściowej oznaczonej po zbiorze roślin w 2005 roku w warstwie ornej
0–30 cm.
Tabela 2. Charakterystyka frakcji fosforu oznaczonych metodą Hedleya (Cross, Schesinger, 1995)
Table 2. Hedley’s phosphorus fractions – specification (Cross, Schesinger, 1995).
Frakcja
Fraction
F1 P-H2O
Roztwór ekstrakcyjny
Extractive dilution
woda redestylowana
redestilled water
F2 P-Dowex 10% NaHCO3 + Dowex
(żywica jonowymienna)
F3 P-NaHCO3 0,5 mol NaHCO3 dm-3
(pH 8,5)
F4 P-NaOH
0,1 mol NaOH dm-3
F5 P-H2SO4
1 mol H2SO4 dm-3
Charakterystyka
Specification
P aktywny – labilne formy fosforu w roztworze glebowym
reactive P – labile forms of phosphorus in soil solution
łatwo dostępne dla roślin rozpuszczalne związki fosforu
easily plant available forms of phosphorus
wymienne i luźno zasorbowane związki fosforu
exchangeable and slightly absorbed phosphorus compounds in equilibrium with P-H2O
związki fosforu związane z hydroksytlenkami żelaza, glinu i materią organiczną
phosphorus compounds connected with hydrated ferric, aluminium oxides and organic
matter
trudno rozpuszczalne związki fosforu – apatyty
hardly soluble phosphorus compounds – apatites
54
Polish Journal of Agronomy, No. 6, 2011
Tabela 3. Pobranie i bilans fosforu w latach 2005–2007 [kg P·ha-1·rok-1] (średnio
dla 3 pól)
Table 3. Plant uptake and balance of phosphorus in period of 2005–2007 year
[kg P·ha-1·yr-1] (mean for 3 experimental fields).
Obiekt
Treatment
P 0K 2S 0
P 1K 2S 0
P 2K 2S 0
P 3K 2S 0
P1K2S1
P2K2S2
P3K2S3
Pobranie fosforu
Plant phosphorus uptake
20,3
22,0
20,6
19,7
24,0
24,0
20,3
Bilans fosforu
Phosphorus balance
- 20,3
- 11,1
1,1
20,7
-13,1
-2,3
20,1
Tabela 4. Zawartości frakcji fosforu [mg P·kg-1] oznaczone w 2007 roku (średnie
dla 3 pól) w warstwie 0–30 cm
Table 4. The content of phosphorus fractions [mg P·kg-1] determined in 0–30 cm
soil layer in year 2007 (mean for 3 experimental fields).
Obiekt
Treatment
Wyjściowa#
Initial#
P0K2S0
P1K2S0
P2K2S0
P3K2S0
P1K2S1
P2K2S2
P3K2S3
P-H2O
Frakcje wg Hedleya
Hedley’s fractions
P-Dowex P-NaHCO3 P-NaOH
P-DL
P-H2SO4
1,2
41,0
76,5
153,3
133,1
49,2
2,3
2,4
2,1
1,5
1,5
1,8
1,6
49,9
53,4
49,5
63,9
53,9
51,2
59,8
87,1
86,4
85,8
86,5
77,9
98,5
88,6
155,6
155,3
128,7
137,1
114,1
125,6
124,3
124,6
134,7
131,0
133,0
139,3
134,3
129,0
43,0
50,6
47,8
48,7
46,7
46,9
55,7
# oznaczona w 2005 roku; determined in 2005
Zawartość frakcji P-H2O, obejmującej najłatwiej dostępne dla roślin
formy fosforu, była najmniejsza. Jej ilość w przeliczeniu na hektar wynosiła od 5,4 do 10,8 kg P. Zawartość frakcji P-Dowex była bardzo podobna
jak fosforu przyswajalnego oznaczona metodą Egnera-Riehma. Ilość frakcji P-Dowex wahała się od 184,5 do 287,5 kg P·ha-1, czyli była ok. 10 razy
większa od średniego rocznego pobrania fosforu przez rośliny.
Wymienna i luźno związana z glebą frakcja fosforu oznaczona
w 0,5 M NaHCO3, pozostająca w równowadze z P-H2O, stanowiła
znaczną rezerwę fosforu dostępnego dla roślin, od 340 do 443 kg P·ha-1
w warstwie 0–30 cm gleby. Trudno dostępne frakcje fosforu oznaczone
w NaOH pozwalają ocenić ewentualne rezerwy fosforu dla roślin, które
w przeprowadzonym doświadczeniu wahały się od 513 do 700 kg P·ha-1.
Frakcje P-H2O i P-Dowex były najwyraźniej związane z poziomem
nawożenia fosforem i bilansem tego składnika, podobnie jak frakcja
P NaHCO3. Dwie ostatnie frakcje: P-NaOH i P-H2SO4, wskazują na zasobność naturalną gleby w silnie związane z glebą formy fosforu.
Rośliny korzystają nie tylko z fosforu znajdującego się w warstwie
ornej gleby, lecz także z jego form znajdujących się głębiej, w zasięgu ich
korzeni. W tabeli 5 przedstawiono udział
zawartości różnych frakcji fosforu w warstwie 0–30 cm w puli oznaczonej do głębokości 90 cm. Przyjęto, że o równomiernym rozkładzie form fosforu w warstwie
ornej i podglebiu świadczy 30–40% udział
w warstwie 0–30 cm. Okazało się, że frakcje labilne, łatwo dostępne i szybko pobierane przez rośliny, skupione są głównie
w warstwie 0–30 cm.
W tabeli 6 przedstawiono procentowy
udział poszczególnych frakcji w sumie 5
frakcji fosforu oznaczonych metodą Hedleya. Niemal połowę sumy oznaczonego
fosforu stanowiła frakcja P-H2SO4, praktycznie niedostępna dla roślin.
Udział frakcji P-H2O wahał się od 0,3
do 0,8% całkowitej ilości fosforu. Frakcja
P-Dowex stanowiła od 9,6 do 12,0% całkowitej ilości P. Udział trudniej udostępnianej frakcji NaHCO3 wahał się od 15,0 do
17,8% całkowitej ilości fosforu oznaczonego metodą Hedleya.
W tabeli 7 zawartości frakcji fosforu
i ich sumy w warstwie 0–30 cm przedstawiono w %% zawartości przyswajalnego
fosforu oznaczonego metodą Egnera-Riehma DL.
Frakcja P-H2O stanowiła od 2,8 do
8,3% ilości fosforu przyswajalnego dla
roślin (P-DL). Frakcja P-Dowex była najbardziej zbliżona do P-DL i jej udział wynosił od 104 do 131% w relacji do przyswajalnego fosforu. Fosfor przyswajalny
jest sumą bezpośrednio przyswajalnych
i wymiennych form glebowych P, dlatego
do P-Dowex należy dodać P-H2O. Relacje
pomiędzy sumą P-H2O + P-Dowex a fosforem przyswajalnym P-DL rozszerzają się
wtedy do 108–134%.
Taka różnica świadczy o niedoszacowaniu zasobności gleby w przyswajalny
dla roślin fosfor przy metodzie Egnera-Riehma DL, tym bardziej że frakcja P-NaHCO3, której zawartość waha się od 159
do 210% w stosunku do przyswajalnego
fosforu, uzupełnia rezerwy tego składnika
dostępne dla roślin.
W tabeli 8 przedstawiono roczne pobranie fosforu przez rośliny w % zawartości frakcji P oznaczonych metodą Hedleya
i Egnera-Riehma DL. Oczywiście frakcja
P-H2O w stosunku do pobrania P nie może
być miernikiem zasobności gleby w fosfor
55
A. Tujaka i in. – Ocena przydatności metody Hedleya do oznaczania zmian zawartości frakcji P w glebie
Tabela 5. Procentowy udział frakcji fosforu w warstwie ornej (0–30 cm) w stosunku do zawartości w badanym profilu 0–90 cm
(średni dla 3 pól)
Table 5. The percentage share of phosphorus fractions in 0–30 cm surface soil layer in relation to the content in the whole analyzed soil
profile 0–90 cm (mean for 3 experimental fields).
Obiekt
Treatment
P H2O
P 0K 2S 0
P 1K 2S 0
P 2K 2S 0
P 3K 2S 0
P 1K 2S 1
P 2K 2S 2
P 3K 2S 3
31,6
43,6
31,6
28,1
41,6
33,5
30,1
P-Dowex
48,3
43,8
47,9
47,8
43,1
52,7
49,5
2005
PP-NaHCO3 NaOH
60,4
58,6
52,3
58,5
61,9
54,8
60,8
56,3
40,7
51,6
59,8
57,4
55,8
57,2
PH2SO4
30,7
33,6
25,3
26,2
32,2
27,3
30,0
P-DL
P H2O
65,7
53,4
61,0
42,5
55,3
50,1
52,0
44,9
57,0
70,2
51,4
26,5
42,1
37,1
P-Dowex
50,7
50,9
49,9
56,9
54,3
55,7
60,5
2007
P-NaP-NaOH
HCO3
59,8
54,7
60,8
68,5
57,4
50,3
61,9
56,9
61,8
56,6
61,0
55,1
50,3
52,3
PH2SO4
28,9
31,8
32,3
30,3
34,6
28,4
31,3
P-DL
55,7
59,3
53,5
55,3
47,1
56,8
56,7
Tabela 6. Procentowy udział frakcji fosforu w sumie 5 frakcji oznaczony w próbkach gleby pobranych w 2007 roku (średnie dla 3 pól)
Table 6. The percentage share of phosphorus fractions in sum of five fractions determined in soil samples from 2007 year (mean for 3
experimental fields).
Obiekt
Treatment
P H2O
0,5
0,8
0,3
0,3
0,7
0,4
0,4
P0K2S0
P1K2S0
P2K2S0
P3K2S0
P1K2S1
P2K2S2
P3K2S3
P-Dowex
10,2
11,6
10,9
12,0
11,5
9,6
10,0
Frakcje wg Hedleya
Hedley’s fractions
P-NaHCO3
15,1
15,7
16,4
15,0
15,2
16,8
17,8
P-NaOH
29,5
25,1
28,0
25,8
24,3
23,8
24,0
P-H2SO4
44,7
46,8
44,4
46,9
48,3
49,4
47,8
Tabela 7. Procentowa zawartość frakcji fosforu i ich sum w stosunku do zawartości P DL w warstwie 0–30 cm gleby po zakończeniu
badań w 2007 roku
Table 7. The percentage content of phosphorus fractions and their sum in relation to the P-DL content in 0–30 cm soil layer after
termination of experiment in 2007 year.
Obiekt
Treatment
P0K2S0
P1K2S0
P2K2S0
P3K2S0
P1K2S1
P2K2S2
P3K2S3
P-H2O
1
5,3
8,3
4,3
3,1
3,3
3,8
2,8
Frakcje wg Hedleya
Hedley’s fractions
P-Dowex P-NaHCO3 P-NaOH
2
3
4
116
202
362
105
171
307
104
179
269
131
178
282
115
167
245
109
210
267
107
159
223
ze względu na jej labilność i stałe uzupełnianie z frakcji
wymiennych. Ograniczając się tylko do fosforu przyswajalnego można by założyć utrzymywanie się plonów bez
nawożenia fosforem przez okres 6–7 lat, co świadczy
o dobrym aktualnym zaopatrzeniu i wyjaśnia brak różnic
Sumy frakcji
Sum of fractions
P-H2SO4
5
290
266
274
273
299
286
232
1+2
1+2+3
1+2+3+4
1+2+3+4+5
121
114
108
134
119
113
110
324
285
287
312
286
323
269
685
592
557
594
530
590
493
975
858
831
867
829
876
724
w pobraniu fosforu przez rośliny. Uwzględniając sumę 3
frakcji, czyli fosfor aktualnie i potencjalnie dostępny dla
roślin, można stwierdzić, że rezerwy tego składnika w badanej glebie ze Stacji Doświadczalnej w Grabowie wystarczą na zaopatrywanie roślin w fosfor przez okres 16–19 lat.
56
Polish Journal of Agronomy, No. 6, 2011
Tabela 8. Pobranie fosforu przez rośliny wyrażone w % zawartości frakcji fosforu w glebie (0–30 cm) średnio dla lat 2005–2007
Table 8. Phosphorus uptake by plants in % of the content of phosphorus fractions in soil (0–30 cm), mean for years 2005–2007.
Obiekt
Treatment
P 0K 2S 0
P 1K 2S 0
P 2K 2S 0
P 3K 2S 0
P-H2O
1
390,4
258,8
470,5
750,0
P 1K 2S 1
P 2K 2S 2
P 3K 2S 3
545,5
472,5
471,4
Frakcje wg Hedleya
Hedley’s fractions
P-Dowex P-NaHCO3 P-NaOH
2
3
4
14,9
8,3
4,4
16,3
8,3
5,0
16,3
5,7
5,4
15,0
6,1
5,4
18,5
16,7
13,9
9,9
9,1
9,4
6,3
5,3
5,1
DYSKUSJA
Trzyletni okres badań przy rozpatrywaniu zmian zawartości glebowego fosforu jest zbyt krótki dla porównania przydatności metody Hedleya i metody Egnera-Riehma DL, ale pozwala na ocenę celowości stosowania metody Hedleya do wyjaśniania znaczenia kolejno oznaczanych frakcji w zaopatrywaniu roślin w fosfor i ich rozkładu
w profilu gleby.
Na konieczność uzupełnienia wyników oznaczeń fosforu przyswajalnego metodą Egnera-Riehma DL oznaczaniem różnych frakcji P zwracała uwagę Gaj (Gaj, 2008).
Zasobność gleb Polski w fosfor przyswajalny dla roślin
wg badań Stacji Chemiczno-Rolniczych (Lipiński, 2005)
wymaga stałej kontroli, ponieważ aż 40% gleb wykazuje
bardzo niską i niską zawartość fosforu. Zwiększenie efektywności nawożenia fosforem można uzyskać poprzez doskonalenie metod aplikacji i recyklingu fosforu ze ścieków
z produkcji zwierzęcej i przemysłowej (Johnston, Dawson,
2005). W wieloletnich badaniach polowych potwierdzono
działanie następcze nawozów fosforowych (Kęsik, Fotyma, 1991; Mendel, 1997). Nadmierne nawożenie fosforem, szczególnie na glebach z bardzo niską naturalną zawartością przyswajalnego fosforu, prowadzi do zagrożenia
dla środowiska (Johnston, Dawson, 2005; Gaj, 2008; Sharpley i in., 1981). W przemieszczaniu fosforu do wód gruntowych i powierzchniowych oprócz frakcji mineralnych
należy też uwzględniać formy organiczne (Fixen, Grove,
1990; Cross, Schesinger, 1995; Bolan, Hedley, 1990; Amer
i in., 1955; Hedley, 1982; Tunney, 2000). Przeprowadzone
badania wykazały celowość oznaczania frakcji fosforu metodą Hedleya w ścisłych badaniach naukowych, szczególnie w wieloletnich doświadczeniach polowych. Dla badań
rutynowych metoda Hedleya jest zbyt pracochłonna, gdyż
wymaga wydzielania pięciu frakcji i stosowania kilku roztworów ekstrakcyjnych (Cross, Schesinger, 1995). W porównaniu z metodą Egnera-Riehma DL nie wnosi zasadniczych elementów pozwalających ocenić ilości fosforu
rzeczywiście dostępnego dla roślin.
Sumy frakcji
Sum of fractions
P-DL
P-H2SO4
5
5,3
5,4
5,5
5,7
1+2
1+2+3
1+2+3+4
1+2+3+4+5
14,3
15,4
15,7
14,7
5,3
5,4
4,2
4,3
2,4
2,6
2,4
2,4
1,6
1,7
1,7
1,7
14,7
15,2
14,6
17,0
5,9
6,7
6,2
17,9
16,2
13,5
6,4
5,8
5,5
3,2
2,8
2,7
2,1
2,0
1,9
16,6
18,4
14,3
Rozmieszczenie fosforu w profilu gleby wskazuje na
wyraźnie lepszą zasobność warstwy ornej 0–30 cm w stosunku do warstwy podglebia 30–90 cm.
Metoda Hedleya pozwala na oznaczenie frakcji
P-NaHCO3, potencjalnie dostępnej dla roślin. Uwzględnienie tych form fosforu zwiększa szacunkową długość okresu, w którym rośliny powinny być odpowiednio zaopatrzone w P bez nawożenia tym składnikiem, do 16–19 lat.
Obecnie rozważa się zastąpienie metody Egnera-Riehma metodą Mehlicha III, ponieważ w jednym roztworze
ekstrakcyjnym można równolegle oznaczać kilka makroi mikroelementów (Ziadi, Sen Tran, 2008).
WNIOSKI
1. Pobranie fosforu przez rośliny w trzyletnim cyklu
doświadczeń polowych nie zależało ani od formy nawozu,
ani od wielkości dawki P.
2. Bilans fosforu przyjmował wartość bliską zeru już
przy dawce 21,7 kg P·ha-1·rok-1 .
3. Zasób frakcji P-H2O był najmniejszy i wahał się od
5,4 do 10,8 kg P·ha-1.
4. Zasób frakcji P-Dowex był niemal taki sam jak fosforu przyswajalnego oznaczonego metodą Egnera-Riehma
DL i wahał się od 184,5 do 287,5 kg P·ha-1.
5. Frakcje P-H2O i P-Dowex były najwyraźniej związane z poziomem nawożenia fosforem i bilansem tego
składnika.
6. Stwierdzono niedoszacowanie ilości fosforu przyswajalnego oznaczonego metodą Egnera-Riehma w stosunku do sumy frakcji P-H2O i P-Dowex oznaczonych
metodą Hedleya.
7. Zarówno fosfor przyswajalny P-DL, jak też frakcje
P-H2O i P-Dowex przeważają w warstwie 0–30 cm w stosunku do warstw głębszych, co potwierdza fakt odporności
fosforu na przemieszczanie w głąb profilu glebowego.
8. W stosunku do sumy wszystkich 5 frakcji oznaczonych metodą Hedleya fosfor przyswajalny stanowił od 10,2
do 13,8%.
A. Tujaka i in. – Ocena przydatności metody Hedleya do oznaczania zmian zawartości frakcji P w glebie
57
9. Zastosowanie metody Hedleya, z uwagi na jej dużą
pracochłonność, jest ograniczone do badań naukowych,
zwłaszcza opartych na wieloletnich doświadczeniach polowych. Do badań rutynowych metoda jest zbyt pracochłonna, a jednocześnie nie stwarza możliwości oceny ilości
fosforu dostępnej dla roślin.
Sharpley A.N., Ahuja L.R., Yamamoto M., Menzel R.G., 1981.
The kinetics of phosphorus desorption from soil. Soil Sci.
Am. J., 45(3): 493-496.
Ziadi N., Sen Tran T., 2008. Mehlich 3-extractable elements.
81-88. Carter M.R., Gregorich E.G., Soil Sampling and
methods of analysis. Taylor and Francis Group, Boca Raton,
Florida.
LITERATURA
A. Tujaka, S. Gosek, R. Gałązka
Amer F., Bouldin C.A., Duke F.R., 1955. Characterization of
soil phosphorus by an anion exchange resin adsorption and
32 P equilibrium. Plant Soil, 6: 381-409.
Bolan N.S., Hedley M.J., 1990. Dissolution of phosphate rocks
in soils. 2. Effect of pH on dissolution and plant availability of phosphate rock in soil with pH dependent charge. Fert.
Res., 24: 125-134.
Cross A.F., Schesinger W.H., 1995. A literature review and evaluation of the Hedley fractionation: Applications to the biogeochemical cycle of soil phosphorus in natural ecosystem.
Geoderma, 64: 197-214.
Fixen P.E., Grove J.H., 1990. Testing soils for phosphorus.
W: Soil testing and plant analysis; red.: R.L. Westerman, 2nd
Ed, nr 3, SSSA, Madison W.J., ss. 141-180.
Fotyma M., Kęsik K., 1984. Stan i perspektywy badań dotyczących przemian fosforu w glebie i nawożenia tym składnikiem. Prace Nauk. AE Wrocław, Chemia, 267: 67-89.
Gaj R., 2008. Zrównoważona gospodarka fosforem w glebie
i roślinie w warunkach intensywnej produkcji roślinnej. Naw.
Nawoż., 33: 5-143
Hedley M.J., 1982. Changes in organic soil phosphorus fractions
induced by cultivation practices and laboratory incubation.
Soil Sci. Am. J., 46: 970-976.
Johnston A.E., Dawson C.J., 2005. Phosphorus in agriculture
and relation to water Quality. Agricultural Industries Confederation, Peterborough UK (ISBN 9780853101994).
Kęsik K., Fotyma M., 1991. Działanie następcze nawozów fosforowych. IUNG, S(74), 57 ss.
Lipiński W., 2005. Zasobność gleb Polski w fosfor przyswajalny.
Naw. Nawoż., 2: 49-54.
Mendel K., 1997. Agronomic measures for better utilization of
soil and fertilizer phosphates. Europ. J. Agron., 7: 221-233.
Tunney H., 2000. Phosphorus loss in overland flow from grassland soil to water. Proceedings of conference: Scientific basis to mitigate the nutrient dispersion into the environment.
Falenty IMUZ Publisher, 119-125.
ESTIMATION OF HEDLEY’S FRACTIONATION METHOD
APPLICABILITY TO THE DETERMINATION
OF CHANGES IN PHOSPHORUS FRACTIONS IN SOIL
Summary
Based on three year-long (2005–2007) experiment carried
out in the Experimental Station in Grabów the changes of soil
phosphorus fractions by means of Hedley’s fractionation method
were determined in the 0–90 cm soil profile. Above mentioned
alterations were compared with variations of Egner-Riehm DL’s
available phosphorus content against plant phosphorus uptake
and phosphorus balance. The phosphorus uptake by plants did
depend on neither the form of fertilizer nor the magnitude of
phosphorus rate. Plants appeared to be sufficiently provided with
phosphorus even without P fertilization on soils with average
abundance of available phosphorus. Simultaneously, the balance
of phosphorus was already fixed by the rate of 21.7 kg P ha-1 yr-1.
The content of P-H2O fraction was the lowest and oscillared from
5.4 to 10.8 kg P ha-1. The content of P-Dowex fraction was nearly
identical as the content of available phosphorus followed by Egner-Riehm DL method and varied from 184.5 to 287.5 kg P ha-1.
The P-H2O and P-Dowex fractions were apparently related to the
level of fertilization with phosphorus as well as to the balance
of phosphorus. More than two fractions of phosphorus prevailed
in 0–30 cm soil layer. The underestimation of Egner-Riehm
DL available phosphorus in comparison to the sum of Hedley’s
P-H2O and P-Dowex forms of phosphorus was found. The average content of soil phosphorus guarantees the good phosphorus
supply for plants within 6–7 years. Allowing the P-NaHCO3 fraction of potentially available phosphorus for plants points at soil
phosphorus reserves protective for plant phosphorus supply even
for 16–19 years.
key words: Hedley’s method, available phosphorus, phosphorus
fertilization